RU2557781C2 - Device for electrodes fixation - Google Patents
Device for electrodes fixation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557781C2 RU2557781C2 RU2011148081/14A RU2011148081A RU2557781C2 RU 2557781 C2 RU2557781 C2 RU 2557781C2 RU 2011148081/14 A RU2011148081/14 A RU 2011148081/14A RU 2011148081 A RU2011148081 A RU 2011148081A RU 2557781 C2 RU2557781 C2 RU 2557781C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- fluid
- layer
- middle layer
- sensors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/291—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6814—Head
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
- A61B2562/046—Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
- A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
- A61B2562/168—Fluid filled sensor housings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14553—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases specially adapted for cerebral tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/242—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents
- A61B5/245—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents specially adapted for magnetoencephalographic [MEG] signals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/6803—Head-worn items, e.g. helmets, masks, headphones or goggles
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Massaging Devices (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к устройству и способу, предназначенным для размещения и закрепления датчиков/электродов на голове пациента.The invention relates to a device and a method for placing and fixing sensors / electrodes on a patient’s head.
Уровень техникиState of the art
В Европе и России по причинам исторического характера измерения электрической активности мозга нашли особенно широкое применение при проведении нейрофизиологических и психофизиологических диагностик. Начиная с 1960-х годов существенная часть разработок, относящихся к интерпретации биологической обратной связи, проводилась в США, Канаде, Австралии, Европе и России. Специалистам в этой области известны как биологические, так и технические способы измерения различных типов активности мозга и воздействия на эти типы. К наиболее распространенным способам относятся электроэнцефалография (ЭЭГ), гемоэнцефалография (ГЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ). В рамках количественных ЭЭГ-измерений (КЭЭГ) разработано несколько математических моделей, позволяющих измерять дискриминантные (распознающие) функции, такие как когерентность (синхронизация), фаза, соотношение статистик до и после обработки согласно методике ассоциации International Family Therapy Association (IFTA), низкая частота, соотношение когерентной фазы на данный момент с Z-показателями (Z-scores) биологической обратной связи и другие закономерности.In Europe and Russia, for reasons of a historical nature, measurements of the electrical activity of the brain have found particularly wide application in neurophysiological and psychophysiological diagnostics. Since the 1960s, a significant part of the developments related to the interpretation of biological feedback has been carried out in the USA, Canada, Australia, Europe and Russia. Specialists in this field know both biological and technical methods for measuring various types of brain activity and effects on these types. The most common methods include electroencephalography (EEG), hemoencephalography (GEG) and magnetoencephalography (MEG). In the framework of quantitative EEG measurements (CEEG), several mathematical models have been developed that allow to measure discriminant (recognition) functions, such as coherence (synchronization), phase, ratio of statistics before and after processing according to the methodology of the International Family Therapy Association (IFTA), low frequency , the ratio of the coherent phase at the moment with Z-scores of biological feedback and other patterns.
КЭЭГ проводят так же, как и обычную ЭЭГ-регистрацию, т.е. оператор размещает на голове пациента несколько (21+) электродов, чтобы одновременно зарегистрировать большую часть электрической активности мозга. Эту активность регистрируют в течение определенного периода времени, причем предусматривается возможность добавить функциональные отнесения, выходящие за пределы стандартного набора, такие как измерения при открытых и закрытых глазах. Полученную информацию часто соотносят с активностью, которая анализируется всеми различными системами программного обеспечения, установленными оператором. Одни из таких программ применяют для диагноза различные математические модели, а другие используют для интерпретации системные модели (так называемые протоколы). Среди прочих факторов принципиальным моментом является установка электродов в системе КЭЭГ правильным образом, причем с хорошим контактом между электродами и кожей головы. Это важно для получения оптимального базиса, используемого при сопоставлении двух измерений или при сравнении измерений, проведенных для двух или нескольких человек. Поэтому в стандартном варианте электроды размещают согласно принятой международной системе 10-20, описанной, например, в публикации Erns Niedermeyer, Fernando Lopes da Silva: Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications and Related Fields, p.140. Задача получить один и тот же результат посредством двух различных измерений является весьма сложной; поэтому для дальнейшего развития науки и, в частности, исследований в данной области весьма желательно иметь систему, более стандартизированную по сравнению со всеми известными системами.KEEG is carried out in the same way as conventional EEG recording, i.e. the operator places several (21+) electrodes on the patient’s head in order to simultaneously register most of the electrical activity of the brain. This activity is recorded over a period of time, and it is possible to add functional assignments that go beyond the standard set, such as measurements with open and closed eyes. The information received is often correlated with activity, which is analyzed by all the various software systems installed by the operator. Some of these programs use various mathematical models for the diagnosis, while others use system models (the so-called protocols) for interpretation. Among other factors, the crucial point is the installation of electrodes in the CEEG system in the right way, with good contact between the electrodes and the scalp. This is important for obtaining the optimal basis used when comparing two measurements or when comparing measurements taken for two or more people. Therefore, in a standard embodiment, the electrodes are placed according to the accepted international system 10-20, described, for example, in the publication Erns Niedermeyer, Fernando Lopes da Silva: Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications and Related Fields, p.140. The task of obtaining the same result through two different measurements is very difficult; therefore, for the further development of science and, in particular, research in this area, it is highly desirable to have a system more standardized in comparison with all known systems.
В настоящее время большинство систем ЭЭГ и КЭЭГ в своей основе используют эластичную сетку и/или шлем, выполненные в соответствии с системой 10-20 или другими менее распространенными схемами размещения. Такие шлемы изготавливают в различных конструктивных вариантах, имеющих отверстия для введения электродов. Кроме того, шлемы имеют различные размеры, т.к. расстояние между электродами должно соответствовать размеру черепа, учтенному в системе 10-20 или в других схемах размещения. Часто проблема заключается в том, что шлемы не могут обеспечить достаточное давление электродов на череп из-за его формы и наличия волос. Тугие шлемы обычно доставляют неудобства пациенту, в особенности детям, которые более чувствительны.Currently, most EEG and CEEG systems basically use an elastic mesh and / or helmet made in accordance with a 10-20 system or other less common placement patterns. Such helmets are made in various designs with holes for introducing electrodes. In addition, helmets have different sizes, as the distance between the electrodes should correspond to the size of the skull, taken into account in the system 10-20 or in other layouts. Often the problem is that helmets cannot provide sufficient electrode pressure to the skull due to its shape and the presence of hair. Tight helmets usually cause inconvenience to the patient, especially children who are more sensitive.
Чтобы получить сигнал без слишком большого шумового фона, необходимо оптимизировать процесс измерения, поскольку такой шум приведет к менее точным измерениям и, соответственно, к менее точной информации. Электроды должны быть установлены вручную правильным образом с учетом различающихся размеров черепа, а эта задача часто требует расхода времени и компетентности персонала. Кроме того, при таком ручном размещении электродов увеличивается вероятность их неправильной установки вследствие человеческого фактора.To obtain a signal without too much noise background, it is necessary to optimize the measurement process, since such noise will lead to less accurate measurements and, accordingly, to less accurate information. The electrodes must be manually installed in the correct way, taking into account the varying sizes of the skull, and this task often requires time and staff competence. In addition, with such manual placement of the electrodes, the probability of their improper installation due to the human factor increases.
В патентной заявке US 2007/0106170 А1 описан шлем с электродами/датчиками, предназначенный для применения в ЭЭГ. Для подачи давления на электроды использовано множество надувных камер. Такое техническое решение, т.е. применение надувных камер согласно данной заявке, требует наличия нескольких шлемов, выполненных в соответствии с индивидуальными размерами черепа, причем при размещении электродов необходима еще ручная юстировка.In patent application US 2007/0106170 A1, a helmet with electrodes / sensors is described for use in an EEG. To supply pressure to the electrodes used many inflatable chambers. Such a technical solution, i.e. the use of inflatable chambers according to this application requires several helmets made in accordance with the individual dimensions of the skull, moreover, when placing the electrodes, manual adjustment is also necessary.
Документ SU 676273 А1 также описывает шлем с электродами/датчиками, предназначенный для применения в ЭЭГ. Техническое решение, обеспечивающее подачу адекватного давления на электроды, примерно такое же, что и в заявке US 2007/0106170 А1. В данном случае надувные камеры сформированы путем присоединения внутреннего слоя шлема к наружной оболочке/наружному слою таким образом, чтобы у каждого электрода образовалась собственная отдельная надувная камера. Недостатки данного технического решения те же, что и для заявки US 2007/0106170 А1.SU 676273 A1 also describes a helmet with electrodes / sensors for use in EEGs. The technical solution that provides adequate pressure to the electrodes is approximately the same as in the application US 2007/0106170 A1. In this case, the inflatable chambers are formed by attaching the inner layer of the helmet to the outer shell / outer layer so that each electrode forms its own separate inflatable chamber. The disadvantages of this technical solution are the same as for the application US 2007/0106170 A1.
Патентная заявка JP 2006-6667 А также представляет шлем с электродами/датчиками, предназначенный для применения в ЭЭГ. В одном из вариантов осуществления, чтобы подать давление на электроды, размещенные на внутреннем компоненте шлема, надувают камеры, которые отделены друг от друга и находятся между внутренним и наружным компонентами шлема. В данном случае шлему присущи те же недостатки, что и шлему согласно US 2007/0106170 А1.Patent Application JP 2006-6667 And also presents a helmet with electrodes / sensors, intended for use in EEG. In one embodiment, in order to apply pressure to the electrodes located on the internal component of the helmet, chambers are inflated, which are separated from each other and are located between the internal and external components of the helmet. In this case, the helmet has the same disadvantages as the helmet according to US 2007/0106170 A1.
В добавление к проведению нейрофизиологических/психофизиологических диагностик и лечебных курсов, измерения электрической активности мозга применяют также и в нескольких других областях. В сфере биотехнологии можно, используя такие измерения, трансформировать с помощью надлежащих датчиков исходящие от мозга электрические импульсы в электронные сигналы, которые далее можно применять для управления различными техническими системами контроля. К таким системам могут относиться, например, шлемы летчиков-истребителей, синтезаторы речи, роботы, различные развлекательные устройства типа компьютерных игр, а также другие системы, использующие взаимодействие мозг-компьютер.In addition to neurophysiological / psychophysiological diagnostics and treatment courses, measurements of brain electrical activity are also used in several other areas. In the field of biotechnology, using such measurements, it is possible to transform, using appropriate sensors, the electrical impulses emanating from the brain into electronic signals, which can then be used to control various technical control systems. Such systems may include, for example, fighter pilot helmets, speech synthesizers, robots, various entertainment devices such as computer games, as well as other systems using brain-computer interaction.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в разработке способа и устройства, обеспечивающих размещение и закрепление датчиков/электродов на голове человека. Предлагаемые устройство/способ оптимизируют информацию, содержащуюся в регистрируемых сигналах, и позволяют избежать некоторых проблем, присущих известным устройствам и способам.The problem to which the present invention is directed, is to develop a method and device for arranging and securing sensors / electrodes on a person’s head. The proposed device / method optimizes the information contained in the recorded signals, and avoids some of the problems inherent in known devices and methods.
Устройство, его применение и способ согласно изобретению охарактеризованы в прилагаемой формуле.The device, its use and the method according to the invention are characterized in the attached formula.
Данным устройством можно заменить известные в настоящее время шлемы. Устройство имеет внутренний шлем/слой, выполненный из эластичного материала, непроницаемого для текучей среды. Непроницаемый компонент присоединен непосредственно к наружному жесткому слою/оболочке, что позволяет обеспечить равномерное расширение внутреннего шлема/слоя. Между наружной оболочкой и внутренним шлемом расположен средний слой, в котором содержится текучая среда и/или материал, способный сжиматься/расширяться равномерным образом в зависимости от давления газа или количества текучей среды. У эластичного шлема/слоя размеры несколько меньше самой маленькой из голов, к которым он будет подгоняться, поскольку для получения оптимального сигнала внутренний слой должен обладать способностью прикладывать к ЭЭГ-электродам давление, направленное в сторону черепа. Газовый или жидкостный насос, удаляя текучую среду из среднего слоя, обеспечивает создание пониженного давления/вакуума между жесткой наружной оболочкой и внутренним эластичным шлемом. В результате эластичный шлем равномерно расширяется, приобретая по сравнению с головой пациента увеличенные размеры. Затем пациент надевает шлем, и текучую среду возвращают в средний слой, используя для этого средство регулировки давления, например клапан. Вследствие этого внутренний слой сжимается и обеспечивает приложение давления к электродам, прижимая их к черепу. Кроме того, за счет равномерного расширения эластичного шлема расстояние между электродами увеличивается равномерно. При использовании, например, системы 10-20 данное устройство-шлем позволяет надлежащим образом регулировать расстояние между электродами, причем независимо от размеров головы пациента. Обеспечивается более экономное расходование времени и ресурсов, а также повышенный уровень стандартизации системы для КЭЭГ-анализов. В добавление к сказанному, отпадает необходимость тратить время на индивидуальную адаптацию и иметь в наличии большое количество шлемов с различными размерами и с возможностью выбора для каждого пациента.This device can replace the currently known helmets. The device has an internal helmet / layer made of an elastic material that is impervious to the fluid. The impermeable component is attached directly to the outer hard layer / shell, which allows uniform expansion of the inner helmet / layer. Between the outer shell and the inner helmet is located the middle layer, which contains a fluid and / or material capable of compressing / expanding uniformly depending on the gas pressure or the amount of fluid. An elastic helmet / layer has dimensions slightly smaller than the smallest of the heads to which it will fit, since in order to obtain an optimal signal, the inner layer must be able to apply pressure directed to the skull to the EEG electrodes. A gas or liquid pump, by removing fluid from the middle layer, provides a reduced pressure / vacuum between the rigid outer shell and the inner elastic helmet. As a result, the elastic helmet expands uniformly, acquiring larger sizes compared to the patient’s head. The patient then puts on a helmet, and the fluid is returned to the middle layer using pressure adjusting means such as a valve. As a result, the inner layer is compressed and provides pressure to the electrodes, pressing them to the skull. In addition, due to the uniform expansion of the elastic helmet, the distance between the electrodes increases uniformly. When using, for example, system 10-20, this helmet device allows you to properly adjust the distance between the electrodes, and regardless of the size of the patient’s head. It provides more economical spending of time and resources, as well as an increased level of standardization of the system for KEG analysis. In addition to the above, there is no need to spend time on individual adaptation and have a large number of helmets with different sizes and with the possibility of choice for each patient.
Настоящее изобретение разрабатывалось, в основном, для применения совместно с ЭЭГ-датчиками, однако этим его применение не ограничено, поскольку без каких-либо других условий оно может быть приспособлено для использования с МЭГ-датчиками и ГЭГ-датчиками, а также с другими датчиками, предназначенными для использования в измерениях активности мозга.The present invention was developed mainly for use in conjunction with EEG sensors, but this is not limited to this, since without any other conditions it can be adapted for use with MEG sensors and GEG sensors, as well as with other sensors, intended for use in measuring brain activity.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 в сечении иллюстрирует устройство согласно изобретению на виде спереди и в развакуумированном состоянии.Figure 1 in cross section illustrates the device according to the invention in front view and in a vacuum state.
Фиг.2 в сечении иллюстрирует это же устройство на виде спереди, но в вакуумированном состоянии.Figure 2 in cross section illustrates the same device in a front view, but in a vacuum state.
На фиг.3 приведен пример расположения электродов на внутреннем шлеме, когда голова пациента имеет большие размеры.Figure 3 shows an example of the location of the electrodes on the inner helmet when the patient's head is large.
На фиг.4 приведен пример расположения электродов на внутреннем шлеме, когда голова пациента имеет маленькие размеры.Figure 4 shows an example of the location of the electrodes on the inner helmet when the patient's head is small.
Фиг.5 в сечении иллюстрирует устройство согласно изобретению на виде сбоку и в развакуумированном состоянии.Figure 5 in cross section illustrates the device according to the invention in side view and in a vacuum state.
Фиг.6 в сечении иллюстрирует это же устройство на виде сбоку, но в вакуумированном состоянии и после подгонки к голове пациента.6 in cross section illustrates the same device in a side view, but in a vacuum state and after fitting to the patient’s head.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Настоящее изобретение имеет много сфер применения, таких как ЭЭГ, ГЭГ и МЭГ, однако далее для иллюстрации проблем, решаемых с помощью изобретения, более подробно описано использование его в КЭЭГ. КЭЭГ представляет собой модификацию ЭЭГ, согласно которой оператор размещает на голове пациента определенное количество (21+) электродов, чтобы зарегистрировать электрическую активность мозга. Регистрация происходит в течение определенного периода времени и часто представляется в виде топографической карты. Такие карты обычно сопоставляют с нормативными базами данных (содержащими топографические карты). В связи с этим важно, чтобы КЭЭГ-электроды были правильно размещены в системе, обеспечивая надлежащий базис для сравнения. Поэтому, как правило, размещение электродов проводят согласно международной системе 10-20. Вероятность получить одинаковый результат в двух раздельных измерениях мала; так что желательно иметь систему, более стандартизированную по сравнению с существующими в настоящее время. Можно также применять схемы размещения, отличающиеся от системы 10-20. На фиг.1 показано расстояние между электродами/датчиками 1 до откачивания текучей среды из среднего слоя 2. После откачивания текучей среды (см. фиг.2) эластичный внутренний шлем 3 равномерно растянется, и соответствующим образом увеличится расстояние между электродами/датчиками по оси X. На фиг.3 и 4 представлены расстояния между электродами/датчиками по осям Х и Y для случаев, когда голова пациента, использующего шлем, имеет соответственно большие или маленькие размеры. В частности, фиг.3 соответствует голове взрослого человека, имеющей размер 58, а фиг.4 - голове ребенка, имеющей размер 42. При таком выполнении электроды окажутся в правильных положениях независимо от размеров головы пациента, использующего устройство/шлем.The present invention has many fields of application, such as EEG, GEG and MEG, however, further to illustrate the problems solved by the invention, its use in CEG is described in more detail. KEEG is a modification of the EEG, according to which the operator places a certain number (21+) of electrodes on the patient’s head in order to register the electrical activity of the brain. Registration takes place over a period of time and is often presented as a topographic map. Such maps are usually compared with regulatory databases (containing topographic maps). In this regard, it is important that the KEG electrodes are correctly placed in the system, providing an appropriate basis for comparison. Therefore, as a rule, the placement of the electrodes is carried out according to the international system 10-20. The probability of getting the same result in two separate measurements is small; so it is advisable to have a system that is more standardized than the existing ones. You can also apply layouts that differ from the 10-20 system. Figure 1 shows the distance between the electrodes /
На фиг.5 и 6 представлен один из конкретных вариантов осуществления. В данном случае проиллюстрирован тип шлема, содержащий жесткую наружную оболочку 4 и эластичный внутренний шлем 3, которые соединены друг с другом швом 10, непроницаемым для текучей среды. Предпочтительно сконструировать шов 10 таким образом, чтобы эластичный шлем можно было присоединять и отсоединять, облегчая тем самым очищение и ремонт электродов/датчиков 5, изменять тип шлема 3 и т.д. На эластичном шлеме 3 закреплены проходящие сквозь него электроды/датчики 5, причем для такого закрепления использован шов, непроницаемый для текучей среды, а провода 8, идущие от каждого электрода/датчика, выведены наружу через непроницаемый для текучей среды шов 6 и подсоединены к измерительному блоку 11 ЭЭГ. Давление текучей среды регулируют вакуумным насосом 7, подключенным через наружную жесткую оболочку 4 с помощью клапана 9. В данном варианте осуществления текучей средой, используемой в среднем слое, является воздух. Чтобы эластичный внутренний шлем 3 расширялся равномерно и беспрепятственно, он непосредственно присоединен к жесткой наружной оболочке 4 только по своему периметру посредством шва 10.Figures 5 and 6 show one particular embodiment. In this case, a type of helmet is illustrated comprising a rigid
Материалом, используемым в шлеме 3, может быть любой пригодный эластичный материал, непроницаемый для текучей среды. К таким материалам относятся различные модификации натуральных или синтетических каучуков и эластомеров. Более конкретно, это может быть, например, латекс или неопрен. Для шлема предусмотрена возможность иметь регулируемое количество точек для прикрепления датчиков/электродов 5. Количество датчиков/электродов и их расположение будут зависеть от типа способа, по которому проводят измерения с использованием данного устройства.The material used in the
Материалом для наружной оболочки 4 шлема 3 может быть любой пригодный жесткий материал, включая различные типы пластиковых, стекловолоконных, металлических, керамических и других подобных материалов, а также пластиковых материалов, армированных волокном.The material for the
Материал, используемый в слое 2, т.е. между наружной оболочкой 4 и внутренним шлемом 3, представляет собой текучую среду, такую как воздух, вода или масло, в возможном варианте комбинируемую с любым пригодным материалом, который обладает способностью к равномерному сжатию/расширению в зависимости от давления текучей среды. К таким материалам относятся, например, пенопласт, полимер, пенорезина или губка.The material used in
Предусмотрена возможность изменять количество датчиков/электродов в интервале от 1 до 256 в зависимости от того, какой способ используется. На фиг.1-2 и 5-6 количество электродов, попадающих в представленные сечения, отвечает шлему, содержащему 128 электродов.It is possible to change the number of sensors / electrodes in the range from 1 to 256, depending on which method is used. In Fig.1-2 and 5-6, the number of electrodes falling into the presented sections corresponds to a helmet containing 128 electrodes.
В ЭЭГ-измерениях в добавление к электродам, упомянутым выше, используют два опорных (заземляющих) электрода, которые не зависят от комплекта электродов, встроенного в шлем, и прикрепляются к ушам посредством медного зажима и геля. Эти дополнительные электроды также можно вмонтировать в шлем. Опорные электроды играют важную роль и применяются во всех установках КЭЭГ. Однако, поскольку их прикрепляют к мочке уха или к сосцевидному отростку (прямо за ухом), нет необходимости оптимизировать их позицию, применяя данную систему.In EEG measurements, in addition to the electrodes mentioned above, two reference (ground) electrodes are used, which are independent of the set of electrodes built into the helmet, and are attached to the ears by means of a copper clip and a gel. These additional electrodes can also be mounted in a helmet. The reference electrodes play an important role and are used in all CEEG installations. However, since they are attached to the earlobe or to the mastoid process (directly behind the ear), there is no need to optimize their position using this system.
Электроды/датчики могут относиться к любому типу, используемому для измерений сигналов в мозге. При применении в медицинских/нейрофизиологических диагностиках и лечебных курсах предпочтительны электроды с жидкой средой, поскольку они обеспечивают наилучший сигнал. Электроды такого типа применяются в комбинации с гелем/пастой/жидкостью, чтобы получить улучшенный контакт с кожей головы. В других приложениях, в которых требования к качеству сигнала не настолько высоки, можно использовать также и сухие электроды. Во многих случаях они предпочтительны, т.к. дешевле и при применении более удобны.Electrodes / sensors can be of any type used to measure signals in the brain. When used in medical / neurophysiological diagnostics and treatment courses, electrodes with a liquid medium are preferred since they provide the best signal. Electrodes of this type are used in combination with gel / paste / liquid to obtain improved contact with the scalp. In other applications where signal quality requirements are not so high, dry electrodes can also be used. In many cases, they are preferred because cheaper and more convenient to use.
В представленном варианте осуществления провода 8, идущие от электродов, выведены через наружную оболочку. В других вариантах осуществления предусмотрена возможность данные провода объединить в пучок и присоединить к приемопередатчику, установленному на внешней поверхности шлема/наружной оболочки или внутри нее. Тогда сигналы можно передавать на наружный приемник беспроводным образом.In the illustrated embodiment,
Настоящее изобретение будет содействовать повышению воспроизводимости результатов ЭЭГ-измерений, что позволит проводить эти или другие (ГЭГ и МЭГ) измерения быстрее за счет упрощенной адаптации электродов/датчиков по месту и отсутствия необходимости иметь в наличии шлемы с датчиками/электродами, выполненные с различными размерами. В дополнение к сказанному, изобретение облегчает использование, например, ЭЭГ-измерений в таких видах деятельности, как контроль над самолетами и управление ими, роботы, компьютерные программы и игры, а также другие устройства, использующие взаимодействие мозг-компьютер.The present invention will improve the reproducibility of the results of EEG measurements, which will allow these or other (GEG and MEG) measurements to be carried out faster due to the simplified adaptation of the electrodes / sensors in place and there is no need to have helmets with sensors / electrodes made in different sizes. In addition to the above, the invention facilitates the use, for example, of EEG measurements in activities such as controlling and controlling aircraft, robots, computer programs and games, and other devices using brain-computer interaction.
Формирование шва 10 можно осуществить любым пригодным средством, непроницаемым для текучей среды, таким, например, как склеивание, сваривание, зажимы, застежка-молния или другие зажимы и замки.The formation of the
Предусмотрена также возможность оборудовать шлем ремнем для поддерживания подбородка, дополнительно стабилизирующим положение шлема на голове. Для получения такого же воздействия можно использовать и другие технические решения, такие как дужки, наушники или прочие подобные приспособления.It is also possible to equip the helmet with a belt to support the chin, further stabilizing the position of the helmet on the head. To obtain the same effect, you can use other technical solutions, such as temples, headphones or other similar devices.
Claims (12)
отличающееся тем, что:
внутренний слой (3) изготовлен из эластичного материала, непроницаемого для текучей среды и имеющего участки для размещения датчиков или электродов, и непосредственно присоединен к наружному слою (4) по своему периметру,
а средний слой (2) содержит текучую среду и выполнен с возможностью откачивания из него текучей среды для равномерного растягивания внутреннего слоя, увеличения расстояния между электродами и размещения их независимо от размера головы пациента,
при этом устройство содержит средство для регулирования давления текучей среды в среднем слое (2).1. A device for positioning and fixing sensors on the scalp of a patient, comprising an outer layer (4) attached to the inner layer (3), from which it is partially separated by the middle layer (2), the outer layer (4) consisting of a rigid material, impervious to fluid
characterized in that:
the inner layer (3) is made of an elastic material that is impervious to the fluid and having sections for accommodating sensors or electrodes, and is directly attached to the outer layer (4) around its perimeter,
and the middle layer (2) contains a fluid and is configured to pump out fluid from it to uniformly stretch the inner layer, increase the distance between the electrodes and place them regardless of the size of the patient’s head,
wherein the device comprises means for regulating the pressure of the fluid in the middle layer (2).
устанавливают устройство на голову пациента,
впускают текучую среду в средний слой (2), обеспечивая тем самым приложение к электродам со стороны внутреннего слоя (3) давления, направленного в сторону кожи головы, и присоединяют электроды к приемопередатчику.11. The use of the device made according to p. 10 for recording EEG, while the fluid is removed from the middle layer of the device, creating a pressure in the middle layer that is lower than the ambient pressure, to uniformly stretch the inner layer and increase the distance between the electrodes,
install the device on the patient’s head,
they let fluid into the middle layer (2), thereby providing pressure to the electrodes from the side of the inner layer (3) directed towards the scalp, and attach the electrodes to the transceiver.
использование устройства для позиционирования и фиксирования датчиков на коже головы пациента по п. 1, из среднего слоя (2) которого удаляют текучую среду, создавая в среднем слое давление, которое ниже давления окружающей среды, для равномерного растягивания внутреннего слоя и увеличения расстояния между электродами,
устанавливают упомянутое устройство на голову пациента
и впускают текучую среду в средний слой (2), обеспечивая тем самым приложение к электродам/датчикам со стороны внутреннего слоя (3) давления, направленного в сторону кожи головы. 12. A method of placing electrodes on the scalp of a patient, comprising
the use of a device for positioning and fixing sensors on the patient’s scalp according to claim 1, from which the fluid is removed from the middle layer (2), creating a pressure in the middle layer that is lower than the ambient pressure to uniformly stretch the inner layer and increase the distance between the electrodes,
install said device on a patient’s head
and letting fluid into the middle layer (2), thereby providing pressure to the electrodes / sensors from the side of the inner layer (3) directed towards the scalp.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20091811 | 2009-05-07 | ||
| NO20091811A NO333087B1 (en) | 2009-05-07 | 2009-05-07 | An apparatus for positioning and retaining sensors on the scalp of an individual and a method for placing electrodes on the head of an individual |
| PCT/NO2010/000172 WO2010128867A1 (en) | 2009-05-07 | 2010-05-06 | Electrode fixing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011148081A RU2011148081A (en) | 2013-06-20 |
| RU2557781C2 true RU2557781C2 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=42557451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011148081/14A RU2557781C2 (en) | 2009-05-07 | 2010-05-06 | Device for electrodes fixation |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8768427B2 (en) |
| EP (1) | EP2427107B1 (en) |
| JP (1) | JP5926679B2 (en) |
| CN (1) | CN102497809B (en) |
| DK (1) | DK2427107T3 (en) |
| ES (1) | ES2452865T3 (en) |
| NO (1) | NO333087B1 (en) |
| PL (1) | PL2427107T3 (en) |
| RU (1) | RU2557781C2 (en) |
| WO (1) | WO2010128867A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664615C1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-08-21 | Общество с ограниченной ответственностью "НИМП ЕСН" | Method of registration of the standard ecg and device for its implementation |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2560412A1 (en) | 2012-10-08 | 2013-02-20 | Oticon A/s | Hearing device with brain-wave dependent audio processing |
| US20150366503A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Smartbrain As | Electrode fixing device |
| TW201618712A (en) * | 2014-11-19 | 2016-06-01 | 群蘊科技股份有限公司 | Inflatable electroencephalogram measuring device |
| WO2016094862A2 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Francis Joseph T | Autonomous brain-machine interface |
| WO2016127181A1 (en) * | 2015-02-06 | 2016-08-11 | Noothera Technologies, Llc | Systems and methods for directed energy cranial therapeutics |
| CN104739405B (en) * | 2015-04-15 | 2017-04-12 | 重庆博恩富克医疗设备有限公司 | Brain edema signal detection device and method |
| WO2016195997A1 (en) | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Weatherby Michael T | Automated helmet gas bladder maintenance system and method |
| TWI552724B (en) * | 2015-10-21 | 2016-10-11 | 國立交通大學 | Sensor apparatus and measuring device with the sensor apparatus |
| US11723579B2 (en) | 2017-09-19 | 2023-08-15 | Neuroenhancement Lab, LLC | Method and apparatus for neuroenhancement |
| JP7085082B2 (en) * | 2017-10-02 | 2022-06-16 | 東海光学株式会社 | Brain activity measuring device and brain activity measuring system |
| US11717686B2 (en) | 2017-12-04 | 2023-08-08 | Neuroenhancement Lab, LLC | Method and apparatus for neuroenhancement to facilitate learning and performance |
| US11478603B2 (en) | 2017-12-31 | 2022-10-25 | Neuroenhancement Lab, LLC | Method and apparatus for neuroenhancement to enhance emotional response |
| US12280219B2 (en) | 2017-12-31 | 2025-04-22 | NeuroLight, Inc. | Method and apparatus for neuroenhancement to enhance emotional response |
| US11364361B2 (en) | 2018-04-20 | 2022-06-21 | Neuroenhancement Lab, LLC | System and method for inducing sleep by transplanting mental states |
| CN109065184B (en) * | 2018-07-12 | 2021-10-22 | 山东建筑大学 | Brain-computer interface-based stroke patient voice communication nursing control system and method |
| WO2020056418A1 (en) | 2018-09-14 | 2020-03-19 | Neuroenhancement Lab, LLC | System and method of improving sleep |
| CN109464239A (en) * | 2019-01-09 | 2019-03-15 | 浙江强脑科技有限公司 | Intelligent wheel chair based on E.E.G control |
| CN109662842A (en) * | 2019-02-20 | 2019-04-23 | 浙江强脑科技有限公司 | The intelligent wheel chair controlled based on glasses and E.E.G |
| US11786694B2 (en) | 2019-05-24 | 2023-10-17 | NeuroLight, Inc. | Device, method, and app for facilitating sleep |
| CN111202514A (en) * | 2019-06-14 | 2020-05-29 | 安徽诺心医疗服务有限公司 | A limb clamp for balloon-type electrocardiogram |
| WO2021066662A1 (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | Victoria Link Limited | Inflatable head support |
| KR20210076523A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 아주대학교산학협력단 | EEG measurement head cap |
| CN112244782B (en) * | 2020-11-09 | 2024-09-27 | 丹阳慧创医疗设备有限公司 | Headgear, probe mounting assembly and brain function imaging system |
| US12429533B2 (en) | 2022-02-23 | 2025-09-30 | FieldLine Inc. | Rigid flexible magnetic imaging mount |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU676273A1 (en) * | 1974-03-01 | 1979-07-30 | Т. С. Степанова и К. В. Грачев | Apparatus for biological and medical investigation of brain |
| JP2006006667A (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Olympus Corp | Brain function detector |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5273037A (en) * | 1991-08-01 | 1993-12-28 | Itil Turan M | Electrode assembly for EEG headset |
| DE9201475U1 (en) * | 1992-02-06 | 1992-04-02 | Jorch, Gerhard, Dr., 4400 Münster | Holder for a sensor to be attached to the skull |
| JPH09135822A (en) * | 1995-11-17 | 1997-05-27 | Shimadzu Corp | Biomagnetic measurement device |
| US6454711B1 (en) * | 1999-04-23 | 2002-09-24 | The Regents Of The University Of California | Microwave hemorrhagic stroke detector |
| US7526389B2 (en) * | 2000-10-11 | 2009-04-28 | Riddell, Inc. | Power management of a system for measuring the acceleration of a body part |
| JP2004248961A (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Hitachi Medical Corp | Helmet for mounting measuring instrument |
| CN2744302Y (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-07 | 许相徐 | Electroencephalogram(EEG) electrode helmet |
| US20070106170A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-10 | Conopco, Inc., D/B/A Unilever | Apparatus and method for acquiring a signal |
| US7715894B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-05-11 | Conopco, Inc. | Apparatus and method for acquiring a signal |
| US7896823B2 (en) * | 2006-01-17 | 2011-03-01 | Theranova, Llc | Method and apparatus for treating wound using negative pressure therapy |
| CN201088585Y (en) * | 2007-06-05 | 2008-07-23 | 孙永成 | Multifunctional electrical brain electrode cap |
| CN201153944Y (en) * | 2008-01-31 | 2008-11-26 | 李涌 | Electroencephalogram measuring head cap |
-
2009
- 2009-05-07 NO NO20091811A patent/NO333087B1/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-05-06 PL PL10728437T patent/PL2427107T3/en unknown
- 2010-05-06 DK DK10728437.4T patent/DK2427107T3/en active
- 2010-05-06 WO PCT/NO2010/000172 patent/WO2010128867A1/en not_active Ceased
- 2010-05-06 US US13/319,319 patent/US8768427B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-05-06 JP JP2012509751A patent/JP5926679B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-05-06 CN CN201080030557.XA patent/CN102497809B/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-05-06 RU RU2011148081/14A patent/RU2557781C2/en not_active IP Right Cessation
- 2010-05-06 ES ES10728437.4T patent/ES2452865T3/en active Active
- 2010-05-06 EP EP10728437.4A patent/EP2427107B1/en not_active Not-in-force
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU676273A1 (en) * | 1974-03-01 | 1979-07-30 | Т. С. Степанова и К. В. Грачев | Apparatus for biological and medical investigation of brain |
| JP2006006667A (en) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Olympus Corp | Brain function detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664615C1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-08-21 | Общество с ограниченной ответственностью "НИМП ЕСН" | Method of registration of the standard ecg and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102497809A (en) | 2012-06-13 |
| US8768427B2 (en) | 2014-07-01 |
| RU2011148081A (en) | 2013-06-20 |
| ES2452865T3 (en) | 2014-04-03 |
| CN102497809B (en) | 2015-11-25 |
| EP2427107B1 (en) | 2014-01-08 |
| NO20091811L (en) | 2010-11-08 |
| DK2427107T3 (en) | 2014-03-10 |
| JP2012525910A (en) | 2012-10-25 |
| JP5926679B2 (en) | 2016-05-25 |
| PL2427107T3 (en) | 2014-08-29 |
| US20120053442A1 (en) | 2012-03-01 |
| NO333087B1 (en) | 2013-02-25 |
| EP2427107A1 (en) | 2012-03-14 |
| WO2010128867A1 (en) | 2010-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2557781C2 (en) | Device for electrodes fixation | |
| US20250090093A1 (en) | Wearable computing device | |
| US20150366503A1 (en) | Electrode fixing device | |
| JP3243566U (en) | sleep physiological system | |
| US8244340B2 (en) | Method, system and device for sleep stage determination using frontal electrodes | |
| CA3163729A1 (en) | Wearable device with brainwave sensing components | |
| EP3372157A1 (en) | Electrode system for bio-signal acquisition | |
| CN208193105U (en) | A kind of inflatable multi-electrode brain electricity cap | |
| CN103961090A (en) | A device that can be mounted on the head and has electrodes for electroencephalography | |
| US20150230020A1 (en) | Headset | |
| US9782320B2 (en) | Double stimulation | |
| JP6743040B2 (en) | Headset for acquiring biological signals | |
| Pastena et al. | Tracking EEG changes during the exposure to hyperbaric oxygen | |
| CN105997080A (en) | Air bag suitable for magnetic resonance imaging head coil | |
| CN206138117U (en) | Gasbag suitable for magnetic resonance imaging head coil | |
| JP2004248961A (en) | Helmet for mounting measuring instrument | |
| Li et al. | Design and implementation of high sampling rate and multichannel wireless recorder for EEG monitoring and SSVEP response detection | |
| JP2025020794A (en) | Brain activity measuring device and brain activity measuring system | |
| CN116999032A (en) | Cardiovascular monitoring wearable equipment | |
| CN211985399U (en) | Human physiological signal acquisition equipment | |
| CN207506571U (en) | Embedded radio body and mind monitor system | |
| US20240090818A1 (en) | Health sensing retention band | |
| US20240335634A1 (en) | Headset for Neural Conditioning Based on Plural Feedback Signals | |
| CN117717323A (en) | Health sensing holding belt | |
| CN118177798A (en) | A process method for measuring infants' social functioning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |